Геоэкологическая оценка качества воздушной среды России

Анализ природного потенциала самоочищения атмосферы на территории России. Характеристика антропогенного загрязнения воздушной среды. Динамика выбросов загрязняющих веществ в 1990-2005 гг. Парниковый эффект. Нарушение озонового слоя. Кислотные дожди.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 21.10.2017
Размер файла 2,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

Глава 1. Важнейшие экологические функции атмосферы

Глава 2. Анализ природного потенциала самоочищения атмосферы на территории России

Глава 3. Характеристика антропогенного загрязнения воздушной среды России

3.1 Антропогенные источники загрязнения атмосферы

3.2 Показатели загрязнения воздуха

3.3 Анализ антропогенного загрязнения воздушной среды

3.3.1 Динамика выбросов загрязняющих веществ в 1990-2005 гг.

3.3.2 Оценка современного уровня загрязнения атмосферы

3.4 Анализ состояния воздушной среды Оренбургской области

Глава 4. Основные экологические последствия загрязнения атмосферы и проблемы ее охраны

4.1 Экологические последствия загрязнения атмосферы

4.1.1 Парниковый эффект

4.1.2 Нарушение озонового слоя

4.1.3 Кислотные дожди

4.2 Мониторинг загрязнения атмосферы

4.3 Мероприятия по охране атмосферного воздуха

Заключение

Список использованных источников

Введение

Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.

В настоящее время из всех форм деградации природной среды России именно загрязненность атмосферы вредными веществами является наиболее опасной. Особенности экологической обстановки в отдельных регионах Российской Федерации и возникающие экологические проблемы обусловлены местными природными условиями и характером воздействия на них промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства. Степень загрязнения воздуха зависит, как правило, от степени урбанизированности и промышленного развития территории (специфика предприятий, их мощность, размещение, применяемые технологии), а также от климатических условий, которые определяют потенциал загрязнения атмосферы.

Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

Именно этой актуальной теме и посвящена настоящая дипломная работа. Цель работы: дать комплексную геоэкологическую оценку качества воздушной среды России, определить степень загрязнения атмосферы на территории нашей страны.

Задачи работы:

Выделить важнейшие экологические функции атмосферы - воздушной оболочки земного шара.

Проанализировать природный потенциал самоочищения атмосферы на территории России.

Дать характеристику антропогенного загрязнения воздушной среды России, выявить основные антропогенные источники загрязнения атмосферы.

Определить основные экологические последствия загрязнения атмосферы.

Выяснить способы решения проблем охраны атмосферы от загрязнения, рассмотреть меры и мероприятия по улучшению качества воздуха, снижению негативного антропогенного воздействия.

В соответствии с поставленными задачами находится и структура дипломной работы. Весь материал изложен в четырех основных главах.

При подготовке дипломной работы были использованы различные источники информации - литературные источники, периодическая печать, статистические пособия, картографические материалы, ресурсы глобальной информационной сети Интернет (в тексте имеются ссылки).

Глава 1. Важнейшие экологические функции атмосферы

Атмосфера (от. др.-греч. ?фмьт - пар и уцб?сб -шар), воздушная оболочка Земли, вращающаяся вместе с нею. Атмосфера -- окружающая Землю газовая среда. Ее масса -- около 5,5Ч1015т, или менее одной миллионной всей массы Земли. Толщина нижнего слоя атмосферы (тропосферы), содержащего около 80% ее массы, -- от 8 км в полярных широтах до 18 км в экваториальном поясе. В стратосфере, расположенной на высоте до 55 км над поверхностью, находится до 20% массы атмосферы. Сухой воздух у поверхности Земли содержит по объему 73% азота и 21% кислорода, малые дозы аргона и углекислого газа[9].

Атмосфера, со всех сторон окружающая земной шар, выполняет важнейшие функции, связанные с жизненными процессами, направленными на поддержание живых организмов. Атмосфера является важнейшим условием появления и развития жизни на Земле.

Атмосфера задерживает свыше половины энергии солнечного излучения, достигающего наружной ее границы. Коротковолновое и гамма-излучение, которые могли бы быть губительными для жизни на Земле, целиком поглощаются атмосферой (точнее, находящейся в ее верхних слоях ионосферой, а также слоем озона) и до поверхности Земли не доходят. Атмосфера защищает поверхность Земли и от падения метеоритов. Между атмосферой и поверхностью Земли происходит постоянный тепло-, влаго- и газообмен, изменяется атмосферное давление, совершается циркуляция воздуха, что имеет большое значение для погоды.

В связи с наличием в атмосфере водяного пара и углекислого газа, она почти не пропускает теплового излучения, создавая так называемый «парниковый эффект» Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате человеческой деятельности, процессов горения, в которых сжигается кислород и образуются углекислый газ и другие газы, приводит к усилению «парникового эффекта», может вызвать повышение средней температуры, угрожает таянием полярных льдов[1].

Атмосфера регулирует и такие важнейшие параметры в жизни всего живого, как температура, влажность, давление. Самой общей характеристикой состояния атмосферы является климат. Формирование климата планеты определяется притоком солнечной энергии, особенностями строения подстилающей поверхности, интенсивностью механизмов тепло-, влаго- и массообмена между различными регионами Земли.

Влияние климата на здоровье человека, да и всех живых организмов, проявляется, прежде всего, в их тепловом состоянии, обусловленном теплообменом с окружающей средой. На процессы терморегуляции живых организмов существенное влияние оказывают температура и влажность воздуха, ветер. Например, внезапные изменения ветрового режима, атмосферного давления и температуры - рассматриваются как причины ухудшения состояния здоровья у большинства людей, т. н. метеозависимость.

Циклы кислорода, углерода, азота, воды обязательно проходят атмосферную стадию. Атмосфера -- это гигантский резервуар, где различные вещества накапливаются, а главное -- благодаря такому ее свойству, как динамичность, распределяются с господствующими ветрами по всему земному шару. Это позволяет обеспечить интенсивность и скорость круговорота веществ в природе и поддерживать целостность природы Земли.

Для всего живого на Земле важны основные физические и химические свойства атмосферы как части природной среды. Давление атмосферы считается нормальным при величине у поверхности Земли 760,1 мм рт. ст. В пределах земного шара существуют постоянные области высокого и низкого давления, что обеспечивает динамику атмосферы и формирование системы господствующих ветров. Это обеспечивает вертикальное и горизонтальное перемешивание воздуха, рассеивание и ассимиляцию загрязняющих веществ. Когда загрязнители смешиваются с достаточно большими объемами воздуха, их концентрация понижается вплоть до порогового уровня, ниже которого их отрицательное воздействие не наблюдается[4].

Давление атмосферы мы не замечаем, хотя на каждого человека давит примерно около 12 т. воздуха. Для нас ощутимы лишь отклонения давления при подъеме на высоту (понижение), при погружении в воду (повышение). В абсолютном вакууме гибель живого наступает мгновенно. Однако исчезновение или резкое уменьшение атмосферного давления нашей планете не угрожает.

Прозрачность атмосферы имеет очень важное средообразующее значение. Именно от нее зависит проницаемость атмосферы для солнечных излучений видимых частей спектра. Количество (интенсивность) солнечной энергии определяет интенсивность фотосинтеза -- единственного природного процесса фиксации солнечной энергии на Земле. Установлено влияние прозрачности на тепловой баланс Земли. Современные изменения прозрачности атмосферы в значительной мере определяются антропогенным влиянием, что уже привело к возникновению ряда проблем.

Весьма существенное значение имеет состояние газового баланса в атмосфере. Атмосфера в пределах тропосферы (до высоты 15--16 км), где заключено более 90% всей ее массы, состоит по объему из азота (78,09%), кислорода (20,96%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%); она содержит также весьма малые доли инертных газов и озона.

Атмосферный азот является гигантским источником первичного «сырья» как для деятельности азотфиксирующих микроорганизмов и водорослей, так и для промышленности азотистых удобрений.

Без кислорода невозможно дыхание, а значит, энергетика многоклеточных животных. Вместе с тем кислород - это продукт жизнедеятельности, выделяемый фотосинтезирующими организмами. Накопление в ходе эволюции атмосферы и биосферы всего 1% кислорода создало условия для бурного развития современных форм жизни. При этом образовался озоновый экран - защита от космических лучей высоких энергий. Однако происходит катастрофическое уменьшение кислорода в атмосфере. За последние 10 лет количество его уменьшилось настолько, насколько уменьшилось за предыдущие 10 тыс. лет сокращения.

К серьезным последствиям может привести резкое сокращение кислорода в атмосфере Его потеря вызвала бы неизбежную замену аэробных форм жизни анаэробными.

Углекислого газа (диоксида углерода) в атмосфере значительно меньше, чем кислорода и азота. Однако именно его увеличение за счет антропогенной деятельности сегодня волнует человечество. По данным Национальной исследовательской лаборатории США в г. Боулдере, штат Колорадо, в настоящее время количество СО в атмосфере Земли увеличивается на 10% каждые 20 лет. Имеется много прогностических моделей будущего количества CO2 в атмосфере. Выводы их различаются количественно, но факт роста CO2 в атмосфере в нынешнем столетии признается всеми. Эти изменения, касающиеся ничтожной (по масштабам атмосферы) величины нетоксичного газа, вызывают глобальную экологическую проблему, связанную с изменением климата Земли. Повышение доли углекислого газа всего на 0,1% вызывает затруднение дыхания у животных, сказывается на здоровье человека.

В слое атмосферы от поверхности Земли до 70 км присутствует озон (О3) -- трехатомный кислород, возникающий в результате расщепления молекул обычного кислорода и перераспределения его атомов. Название газу дал в 1840 г. швейцарский химик Шойбен. Прямой перевод с греческого означает «пахнущий». Озон называют атмосферным щитом всего живого, с ним связывают синеву неба и сохранение благодатного тепла планеты. Однако ученые отмечают, что сам по себе озон, содержащийся в приземных слоях воздуха в высокой концентрации, например на предприятиях химической промышленности, при высоковольтных испытаниях, электросварке становится типичным промышленным ядом. В этом вопросе уже существует общее мнение, что при концентрации в количестве 1--10 мг на 1 м3 озон действительно вызывает изменения в организме. Изучение медико-биологического действия озона становится сегодня серьезной научной проблемой, прежде всего, потому, что расширяется его промышленное применение.

Опоясывающая Землю атмосфера, состоит, как известно, из множества различных слоев (см. рис. 1).

Рисунок 1 - Строение атмосферы

Каждый из таких слоев выполняет важные задачи, направленные на обеспечение полезных свойств живых организмов. В ходе исследования атмосферных слоев выяснилось, что каждый из них способен возвращать обратно вещества или лучи, достигшие его границ, либо в космическое пространство, либо к земной поверхности. Например, тропосфера, расположенная в 13-15 км от поверхности Земли, уплотняет массы водяного пора, поднимающиеся с земной поверхности, и возвращает их обратно на Землю в виде дождя. Озоновый слой атмосферы, т.е. озоносфера, расположенная на высоте 25 км от Земли, отражая идущие из космического пространства радиацию и вредные ультрафиолетовые лучи, возвращает их обратно, не позволяя пробиться к земной поверхности.

Рассматривая различные экологические функции атмосферы Земли, можно сделать однозначный вывод, что жизнь на Земле без этой воздушной оболочки была бы невозможна.

Глава 2. Анализ природного потенциала самоочищения атмосферы на территории России

Атмосфера обладает способностью к самоочищению.

Самоочищение атмосферы - частичное или полное восстановление естественного состава атмосферы вследствие удаления примесей под воздействием природных процессов. Дождь и снег промывают атмосферу благодаря своим абсорбционным способностям, удаляя из нее пыль и растворимые в воде вещества. Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, который окисляет органические примеси (роль зеленых растений в самоочищении атмосферы от углекислого газа вообще исключительна - почти весь свободный атмосферный кислород имеет биогенное происхождение, т. е. около 30 % его выделяют зеленые растения суши, а 70 % кислорода высвобождают водоросли Мирового океана). Ультрафиолетовые лучи солнца убивают микроорганизмы[11].

Природный потенциал самоочищения атмосферы во многом обусловлен такими природно-климатических условиями, как особенности подстилающей поверхности (растительность, рельеф), температурный режим, количество выпадающих осадков, циркуляционные процессы в атмосфере и др. (см. рис. 2).

Рисунок 2 - Индекс самоочищения атмосферы осадками и растительностью (по материалам сайта http://www.nii-atmosphere.ru)

Очень сильное влияние на самоочищение воздуха оказывают циркуляционные процессы в атмосфере. Например: господствующие в условиях антициклональной погоды нисходящие потоки воздуха приводят к накоплению загрязняющих веществ в приземных слоях атмосферы. Поэтому при одинаковом количестве поступающих веществ загрязнение воздушной среды будет значительно больше (соответственно, потенциал самоочищения ниже) в районах с преимущественно антициклональным режимом погоды и меньше там, где преобладает циклоническая деятельность. По этой причине атмосферные загрязнения особенно опасны в межгорных котловинах Восточной Сибири. В частности, сверхвысокая концентрация промышленности в условиях замкнутости котловинного рельефа при характерном антициклональном типе погоды создала здесь особо тяжелые условия для жизни населения[12].

Способность атмосферы к самоочищению зависит также от величины ПЗА (потенциала загрязнения атмосферы). Чем ниже значение ПЗА, тем способность к самоочищению у атмосферы выше.

Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) - широко используемая на практике косвенная характеристика рассеивающих способностей атмосферы. Эта величина представляет собой отношение гипотетических среднегодовых (среднесезонных) приземных концентраций примесей от антропогенных источников в данной точке пространства к аналогичным значениям концентрации от таких же источников в некотором «эталонном» районе, где рассеяние примеси принимается наилучшим, а концентрации, соответственно, минимальными.

Такая характеристика как ПЗА удобна в том отношении, что не требует сведений непосредственно об измеренных значениях концентрации или источниках загрязнения, а предполагает известными лишь такие климатические характеристики как вероятности слабого ветра (менее 1 м/с), приземных инверсий температуры и туманов (см. рис.3).

Рисунок 3 - Метеорологические условия, определяющие перенос и рассеивание примесей в атмосфере (по материалам сайта http://www.nii-atmosphere.ru)

Зоны потенциала загрязнения атмосферы: I - низкий, II - умеренный, III - повышенный, IV - высокий, V - очень высокий.

Территория России характеризуется большим разнообразием климатических условий, определяющих потенциал загрязнения атмосферы, т. е. перенос и рассеивание примесей, поступающих в воздушный бассейн города с выбросами предприятий и автотранспорта[8]. Они определяют «климат» качества воздуха и частоту эпизодов высокого загрязнения. Выделено пять зон с различными условиями рассеивания примесей. Низкий потенциал загрязнения наблюдается на северо-западе Европейской части России (зона I и II). Особенно неблагоприятные условия для рассеивания (очень высокий потенциал) создаются в Восточной Сибири (зона V).

Согласно последним исследованиям [23], атмосфера способна к самоочищению в большей мере, чем представлялось - прямые измерения с помощью новейших лазерных технологий наряду с компьютерным моделированием установили, что химические группы, разлагающие смог и другие загрязняющие агенты, в атмосфере присутствуют в концентрации, которая на 20% выше предполагаемой прежними вычислениями.

Среди загрязнителей атмосферы Земли главным компонентом являются углеводороды - продукты сжигаемого на планете топлива. А способов самоочищения у нее 3, два из которых относительно непосредственны. В одном случае атмосферные примеси собираются на каплях воды из облаков и затем выливаются в виде дождя, в другом - молекулы атмосферных углеводородов распадаются под воздействием солнечного света. Третий путь - в химическом разрушении вредных веществ. И на нем сконцентрировали внимание исследователи процессов в воздушной оболочке Земли из американского Университета Пэрдью (Purdue University) - авторы статьи, которая появилась в майском номере 2005 года Трудов Национальной Академии Наук (Proceedings of the National Academy of Sciences) США. Речь в ней шла об образуемых в атмосфере реактивных группах, а именно - о так называемых гидроксильных радикалах, или радикалах ОН, которые, присоединяясь к углеводородам, делят их на инертные части.

Эти радикалы образуются в атмосфере вполне естественно из многих ее компонентов, и воздействие, которое они могут оказывать на загрязняющие включения, учитывалось моделями, которые пытаются предсказать степень самоочищаемости атмосферы при постоянном увеличении производимых смогом углеводородов, и прежде. Однако модели не работали, потому что никто точно не знал, сколько в атмосфере может быть этих самых гидроксильных радикалов. Эксперименты, проведенные с использованием лазерных технологий, разработанных в Калифорнийском Университете Сан-Диего (University of California at San Diego), позволили взглянуть на их образование по-новому, точнее, они позволили выделить прежде недоступную ту часть ультрафиолетового спектра (с длиной волны от 360 до 630 нм), которую поглощают некоторые из образующих ОН-группы молекул. И здесь оказалась скрыта немалая часть химических процессов, в том числе и образование спасительных для атмосферы, а, следовательно, и для планеты радикалов. Согласно модели американских фотохимиков Джозефа Франциско, Амитабха Синха и Джейми Мэтьюса, этих групп может быть на 20% больше, чем думали.

Так или иначе, но возможности природных систем самоочищения атмосферы в современных условиях серьезно подорваны. Под массированным натиском антропогенных загрязнений атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Глава 3. Характеристика антропогенного загрязнения воздушной среды России

3.1 Антропогенные источники загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферы может иметь естественное (природное) и искусственное (антропогенное) происхождение (см. рис. 4).

Рисунок 4 - Источники загрязнения атмосферы

Источники антропогенного загрязнения атмосферы - источники загрязнения атмосферы, обусловленные деятельностью человека.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и прочие)[11].

Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека -- диоксид серы (SO2), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей, в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых -- формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России (см. таблицу 1).

Таблица 1 - Выбросы в атмосферу главных загрязнителей в мире (1990 г.) и в России (1991 г.)

Выбросы

Вещества, млн. т

Диоксид серы

Оксиды азота

Оксиды углерода

Твердые частицы

Всего

По всему миру

99

68

177

57

401

По России (по стационарным источникам)

9,2

3,0

7,6

6,4

26,2

По России (по всем источникам), в процентах

12

5,8

5,6

12,2

13,2

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), далее предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов (см. таблицу 2).

Таблица 2 - Содержание основных загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу (в %)

Источник загрязнения

Монооксид углерода

Диоксид серы

Оксиды азота

Углеводороды

Другие

Двигатель внутреннего сгорания

91,5

3,8

46,0

63,0

8,5

Промышленность

2,8

34,8

15,4

21,0

50,0

Электростанции

1,5

46,0

23,6

5,0

25,0

Различные топки и пр.

4,2

15,6

15,0

11,0

16,5

Всего

100

100

100

100

100

Роль различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы в развитых промышленных странах Запада несколько иная. Так, например, основное количество выбросов вредных веществ в США, Великобритании и ФРГ приходится на автотранспорт (50--60%), тогда как на долю теплоэнергетики значительно меньше, всего 16--20%.

Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т. угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т SO2 и SO3, 120-- 140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 т оксидов азота[5].

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологичное газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.

Источники загрязнения воздуха токсичными веществами на атомных электростанциях (АЭС) -- радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Крупный источник энергетического загрязнения атмосферы -- отопительная система жилищ (котельные установки) дает мало оксидов азота, но много продуктов неполного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых труб токсичные вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных установок.

Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали, в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.

Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих токсичные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд, при производстве алюминия и др.

Химическое производство. Выбросы этой отрасли, хотя и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота, хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т. п.).

Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего, в крупных городах. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество токсичных соединений -- бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина).

Наибольшее количество вредных веществ в составе отработавших газов образуется при не отрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработки минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т. д.

«Каждый житель Земли -- это и потенциальная жертва стратегических (трансграничных) загрязнений». Под трансграничными загрязнениями понимают загрязнения, перенесенные с территории одной страны на площадь другой. Только в 1994 г. на европейскую часть России из-за невыгодного ее географического положения выпало 1204 тыс. т. соединений серы от Украины, Германии, Польши и других стран. В то же время в других странах от российских источников загрязнения выпало только 190 тыс. т. серы, т. е. в 6,3 раза меньше.

3.2 Показатели загрязнения воздуха

Для определения уровня загрязнения атмосферы используются следующие характеристики загрязнения воздуха:

средняя концентрация примеси в воздухе, мг/м3 или мкг/м3 (qср);

среднее квадратическое отклонение qср, мг/м3 или мкг/м3 (бср);

максимальная (измеренная за 20 мин) разовая концентрация примеси, мг/м3 или мкг/м3 (qм);

Загрязнение воздуха определяется по значениям средних и максимальных разовых концентраций примесей. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с ПДК.

ПДК - предельно допустимая концентрация примеси для населенных мест, установленная Минздравом России. Значения ПДК даны в работе «Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух»[20]. Для некоторых веществ значения ПДК даны в таблице 3.

Таблица 3 - Значения ПДК, мкг/м3

Вещество

24 часа

20 мин.

Азота диоксид

40

200

Аммиак

40

200

Бенз(а)пирен

0,001

Озон

30

160

Сажа

50

150

Свинец

0,3

1,0

Серы диоксид

50

500

Сероуглерод

5

30

Сероводород

-

8

Взвешенные вещества

150

500

Углерода оксид, мг/м3

3

5

Формальдегид

3

35

Фторид водорода

5

20

Средние концентрации сравниваются с ПДК среднесуточными, максимальные из разовых концентраций - с ПДК максимальными разовыми.

В качестве обязательных статистических характеристик используются:

повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше предельно допустимой концентрации (ПДК) данной примеси (g);

повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше 5 ПДК (g1);

число случаев концентраций примесей в воздухе, превышающих 10 ПДК.

Используются три показателя качества воздуха: индекс загрязнения атмосферы - ИЗА, стандартный индекс - СИ и наибольшая повторяемость превышения ПДК - НП.

ИЗА - комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей. Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций. Поэтому этот показатель характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха.

СИ - стандартный индекс, т.е. наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК. Он определяется из данных наблюдений на посту за одной примесью, или на всех постах рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год.

НП - наибольшая повторяемость (в процентах) превышения максимально разовой ПДК по данным наблюдений на посту за одной примесью или на всех постах территории за всеми примесями за месяц или за год.

В соответствии с существующими методами оценки, уровень загрязнения считается повышенным при ИЗА от 5 до 6, СИ<5, НП<20 %, высоким при ИЗА от 7 до 13, СИ от 5 до 10, НП от 20 до 50% и очень высоким при ИЗА равном или больше 14, СИ>10, НП>50% (см. рис. 5).

Рисунок 5 - Оценка загрязнения воздуха

3.3 Анализ антропогенного загрязнения воздушной среды

3.3.1 Динамика выбросов загрязняющих веществ 1990-2005 гг.

Начало 90-х годов в Российской Федерации характеризовалось значительным спадом промышленного производства во всех отраслях народного хозяйства. Это было связано с распадом СССР на ряд самостоятельных государств, разрывом сложившихся хозяйственных связей, разгосударствлением собственности, то есть переходом к рыночной экономике. Все это привело к существенному изменению количественных и качественных показателей выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от промышленных предприятий и автотранспорта. Так, например, если выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух на территории РФ от промышленных предприятий и автотранспорта в 1990 году составляли соответственно 34,7 млн. т и 20,9 млн. т, то в 1998 году - 18,9 млн. т и 15,3 млн.т. Как видно, они сократились почти вдвое (на 15,8 млн. т) от промышленных предприятий и более чем на четверть (на 5,6 млн. т) от автотранспорта.

После дефолта 1998 г. создалась благоприятная обстановка для развития отечественной экономики. Указанный факт отразился и на росте выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Основными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферный воздух в наибольших количествах, являются выбросы: пыли (твердых), диоксида серы, оксида углерода, диоксида азота и летучих органических соединений (ЛОС).

Представление о динамике выбросов за период 1990-2005 гг. на территории Российской Федерации, европейской и азиатской территориях России (ЕТР и АТР) можно получить в результате анализа данных, помещенных в таблице 4.

Таблица 4 - Выбросы основных загрязняющих веществ в атмосферный воздух на территории Российской Федерации, европейской территории России (ЕТР) и азиатской территории России (АТР) за период 1990-2005 гг., млн.т/год

Загрязняющие вещества

Годы

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Российская Федерация

Всего

Мп

34,7

31,8

28,7

26,3

23,6

22,2

20,8

19,8

18,9

19,2

19,4

19,4

19,4

20,4

20,8

20,3

Ма

20,9

17,3

16,2

17,3

16,2

14,5

13,2

14,4

15,3

15,5

15,7

16,0

16,2

16,6

17,1

17,4

М

55,6

49,3

44,9

43,6

39,8

36,7

34,0

34,2

34,2

34,7

35,1

35,4

35,6

37,0

37,9

37,7

Ма// М*

%

37,6

35,1

36,1

39,7

40,7

39,5

38,8

42,1

44,7

44,7

44,7

45,2

45,5

44,9

45,1

46,2

Твердые

Мп

7,3

6,4

5,8

5,2

4,3

3,9

3,5

3,2

3,1

2,9

3,1

3,0

2,8

3,0

3,0

2,9

Ма

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

М

7,3

6,4

5,8

5,2

4,3

3,9

3,5

3,2

3,1

2,9

3,1

3,0

2,8

3,0

3,0

2,9

Диоксид

серы

Мп

9,2

9,2

8,2

7,5

6,7

6,5

6,3

6,1

5,7

5,6

5,4

5,3

5,4

5,0

4,8

4,6

Ма

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

М

9,2

9,2

8,2

7,5

6,7

6,5

6,3

6,1

5,7

5,6

5,4

5,3

5,4

5,0

4,8

4,6

Оксид

углерода

Мп

8,5

7,6

7,0

6,5

5,7

5,3

5,0

4,8

4,6

4,8

5,2

5,2

5,4

6,2

6,7

6,5

Ма

16,8

13,4

12,6

13,5

12,7

11,3

10,3

11,1

11,7

11,8

11,8

12,0

12,2

12,3

12,7

13,0

М

25,3

21,0

19,6

20,0

18,4

16,6

15,3

15,9

16,3

16,6

17,0

17,2

17,6

18,5

19,4

19,5

Диоксид

азота

Мп

3,0

3,0

2,7

2,6

2,2

2,1

2,0

1,9

1,8

1,8

1,7

1,7

1,7

1,8

1,8

1,6

Ма

1,0

1,3

1,2

1,3

1,1

1,1

1,1

1,1

1,2

1,2

1,4

1,4

1,5

1,7

1,8

1,8

М

4,0

4,3

3,9

3,9

3,3

3,2

3,1

3,0

3,0

3,0

3,1

3,1

3,2

3,5

3,6

3,4

ЛОС

Мп

6,2

5,2

4,7

4,2

4,3

4,1

3,5

3,4

3,4

3,6

3,6

3,9

3,7

4,2

4,2

4,4

Ма

3,1

2,6

2,4

2,5

2,4

2,1

1,8

2,0

2,1

2,2

2,1

2,2

2,2

2,2

2,2

2,3

М

9,3

7,8

7,1

6,7

6,7

6,2

5,3

5,4

5,5

5,8

5,7

6,1

5,9

6,4

6,4

6,7

Европейская территория России (ЕТР)

Всего

Мп

21,15

21,2

15,71

12,65

10,93

10,07

9,70

8,95

8,47

8,23

8,00

8,05

7,90

8,13

7,87

7,75

Ма

13,4

10,8

10,2

10,78

10,31

9,72

9,02

10,37

10,68

11,21

11,20

11,62

11,88

12,26

12,26

12,80

М

34,55

32,0

25,91

23,43

21,24

19,79

18,72

19,32

19,15

19,44

19,20

19,67

19,78

20,39

20,13

20,55

Азиатская территория России (АТР)

Всего

Мп

13,55

10,6

12,99

13,62

12,67

12,13

11,09

10,81

10,47

10,92

11,43

11,39

11,52

12,28

12,93

12,58

Ма

7,5

6,58

6,0

6,57

5,79

4,78

4,12

3,99

4,59

4,32

4,50

4,34

4,36

4,37

4,81

4,63

М

21,05

17,1

18,99

20,19

18,56

16,91

15,21

14,80

15,06

15,24

15,93

15,73

15,88

16,65

17,74

17,21

М

1,45

1,43

1,69

1,62

1,31

1,25

1,17

1,21

1,24

1,23

1,36

1,25

1,26

1,25

1,25

1,22

*Мп- выбросы промышленности, Ма- автотранспорт, М= Мп +Ма

Из данных о выбросах основных загрязняющих веществ в атмосферный воздух, представленных в таблице 4, можно судить как об абсолютной величине, так и их динамике за 15-летний период. Анализ таблицы 4 показывает, что в период 1990-1996 гг. наблюдалось сокращение суммарных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух; начиная 1997 г., отмечается постоянный рост выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта, а с 1998 г. и рост выбросов от промышленных предприятий. Это обусловлено ростом объемов производства и увеличением количества автотранспорта, особенно индивидуального.

При этом рост автомобильного парка происходил в условиях существенного отставания экологических показателей отечественных автотранспортных средств и используемых моторных топлив от мирового уровня, а также отставания в развитии и техническом состоянии улично-дорожной сети.

Выбросы основных загрязняющих веществ за 15-летний период сократились от промышленных предприятий на 14,4 млн. т, от автотранспорта - на 3,5 млн.т. Суммарные выбросы (М) в 2005 г. по сравнению с 1990 г. снизились на 17,9 млн.т. В то же время выбросы от промышленных предприятий в 2005 г. по отношению к 1998 г. (наименьший уровень) выросли на 1,4 млн.т, а выбросы от автотранспорта в 2005 г. по отношению к 1997 г. (наименьший уровень выбросов) - на 3,0 млн.т.

Исходя из данных таблицы 4, также можно сделать вывод, что если в 2005 году выбросы от промышленных предприятий составили 58,5% от уровня 1990 г., то выбросы от автотранспорта - более 83%, что свидетельствует о существенно более высоких темпах роста выбросов от автотранспорта по сравнению с темпами роста выбросов от промышленных предприятий.

Суммарные выбросы на ЕТР превышают выбросы, приходящиеся на АТР. Объясняется это более высокими объемами и концентрацией отраслей промышленности на ЕТР. При этом вклад автотранспорта в суммарные выбросы на ЕТР имеет устойчивую тенденцию к увеличению, а на АТР - практически не изменяется. Так, вклад автотранспорта (Ма/М) в выбросы на ЕТР в 2005 г. составил 62,3 % (против 38,8 % в 1990 г.), на АТР - 26,9 % (против 35,6 % в 1990 г.), что подтверждается графиком на рис. 6.

Рисунок 6 - Динамика вклада выбросов от автотранспорта в суммарный выброс

Аналогичная ситуация прослеживается в регионах и городах России.

Наибольшие суммарные выбросы основных загрязняющих веществ по субъектам Российской Федерации в 2005 г. (более 1 млн. т) от предприятий и автотранспорта поступили в атмосферный воздух:

1. Ханты-Мансийского а.о. (3590,0 тыс. т),

2. Красноярского края (2699,1 тыс. т),

3. г. Москвы и Московской области (2526,2 тыс. т),

4. Краснодарского края (2515,7 тыс. т),

5. Свердловской области (1735,6 тыс. т),

6. Кемеровской области (1647,0 тыс. т),

7. Челябинской области (1375,3 тыс. т),

8. Республики Башкортостан (1094,0 тыс. т),

9. Ямало-Ненецкого а.о. (1092,7 тыс. т).

Выбросы указанных 10 регионов составляют почти половину (48,6%) суммарных выбросов по России.

На рисунке 7 (а-г) (см. рис. 5)представлена динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников с 1991 по 2004 годы. На рисунке 7 (а) - представлена динамика суммарных выбросов (всего) загрязняющих веществ по промышленности России в целом. На рисунке 7 (б) - представлена динамика суммарных выбросов по 4 отраслям промышленности России: электроэнергетика, цветная металлургия, черная металлургия и нефтедобывающая промышленность.

Рисунок 7 - Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников (продолжение рисунка на следующей странице)

На рисунке 7 (в) - представлена динамика выбросов по 5 отраслям: машиностроение и металлообработка, нефтеперерабатывающая промышленность, химическая и нефтехимическая промышленность, промышленность строительных материалов и газовая промышленность

На рисунке 7 (г) - представлена динамика выбросов еще по 4 отраслям: деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность, угольная промышленность, пищевая промышленность и легкая промышленность

Анализ графиков, приведенных на рисунке 7, показывает, что наибольший вклад в загрязнение воздушного бассейна Российской Федерации вносят предприятия электроэнергетики, цветной и черной металлургии, нефтедобывающей промышленности. Следует отметить, что многие отрасли промышленности имеют тенденцию к снижению выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, за исключением угольной, нефтедобывающей и газовой промышленности. При этом наиболее резкий подъем уровня выбросов наблюдался в угольной промышленности в период с 1992 по 1994 гг. и с 2000 по 2002 гг.

Динамика изменения по городам с наибольшими выбросами за период 1990-2005 гг. представлена в таблицах 5 и 6.

В таблице 5 приведен список городов с наибольшими выбросами загрязняющих веществ от промышленных предприятий, которые в течение 15 лет составляют более 100 тыс. т/год.

Таблица 5 - Города с наибольшими выбросами загрязняющих веществ от промышленных предприятий, тыс. т

Города

Годы

1990

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2005

Москва

273,8

173,8

171,1

150,7

141,3

128,5

110,8

88,4

Санкт-Петербург

191,5

77,9

70,8

68,1

66,9

63,6

59,2

52,4

Норильск

2298,6

2041,4

2115,3

2189,4

2143,3

2175,5

2149,1

2011,8

Новокузнецк

784,9

556,0

501,9

453,0

431,5

459,0

527,0

472,9

Череповец

599,7

416,0

437,5

429,0

390,0

368,7

353,5

353,5

Липецк

643,1

391,2

361,1

348,3

338,5

349,0

368,0

346,3

Асбест

501,9

264,2

233,6

276,6

291,8

291,2

385,2

310,3

Воркута

199,1

507,7

487,6

416,5

402,7

369,3

359,1

290,3

Магнитогорск

788,9

541,2

541,2

250,2

264,1

264,1

321,6

270,1

Нижний Тагил

561,3

210,3

211,2

161,0

146,4

182,2

207,5

202,6

Красноярск

242,3

176,4

173,0

170,4

165,8

151,1

145,7

179,9

Уфа

260,3

232,6

217,0

221,1

196,4

193,2

194,1

176,1

Орск

462,7

238,5

152,5

131,9

72,9

79,3

169,9

174,8

Омск

440,3

291,2

277,4

255,5

238,9

202,3

198,6

162,8

Челябинск

391,5

309,0

133,9

133,9

98,4

109,3

114,9

140,9

Троицк

407,3

366,4

366,4

69,3

147,3

147,3

104,8

139,8

Ангарск

391,3

245,2

211,1

168,6

164,2

155,8

131,5

127,8

Новосибирск

226,9

104,3

106,7

90,7

101,7

88,6

101,7

109,2

Качканар

199,0

183,0

167,9

154,8

126,7

131,6

121,5

90,1

Из таблицы видно, что вклад выбросов этих городов в промышленные выбросы на всей территории России практически не меняется (в 1990 г. - 28,4 %, в 2005 г. - 28,1 %).

В таблице 6 указаны города с максимальными суммарными выбросами от промышленных предприятий и автотранспорта (более 300 тыс. т/год).

Таблица 6 - Список городов с максимальными суммарными выбросами (от промышленных предприятий и автотранспорта) более 300 тыс.т/год

Города

Годы

1990

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Москва

1075,1

1764,8

1747,6

1747,0

1168,9

1151,8

1229,0

Санкт-Петербург

436,0

244,6

231,0

250,8

283,9

289,3

243,2

Норильск

2328,1

2165,1

2130,8

2040,0

1902,0

2084,0

2027,3

Новокузнецк

836,1

583,4

569,3

545,2

532,3

526,59

545,89

Липецк

704,3

476,8

473,9

460,3

456,8

442,9

431,1

Краснодар

201,5

202,3

219,5

268,0

347,9

391,5

407,4

Омск

588,8

396,6

376,6

454,0

434,1

417,9

398,6

Череповец

621,8

377,15

378,9

384,9

382,05

384,65

387,15


Подобные документы

  • Важнейшие экологические функции атмосферы. Характеристика антропогенного загрязнения воздушной среды России. Динамика выбросов загрязняющих веществ. Анализ состояния воздушной среды Оренбургской области. Основные последствия загрязнения атмосферы.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 30.06.2008

  • Изучение основных факторов загрязнения воздушной среды: кислотные осадки, парниковый эффект, нарушение озонового экрана, радиоактивное загрязнение атмосферы. Последствия нарушения теплового баланса Земли. Анализ экологических проблем в западной Европе.

    контрольная работа [86,7 K], добавлен 04.07.2010

  • Локальный экологический кризис. Экологические проблемы атмосферы. Проблема озонового слоя. Понятие парниковый эффект. Кислотные дожди. Последствия кислотных осадков. Самоочищение атмосферы. Какие приоритеты считать основными? Что важнее экология или НТП.

    реферат [36,5 K], добавлен 14.03.2007

  • Представление о физико-химической среде обитания организмов; особенности водной, почвенной и воздушной сред. Увеличение количества СО2, метана, паров воды в атмосфере. Парниковый эффект, кислотные дожди и закисление почв. Специфика городской среды.

    контрольная работа [138,6 K], добавлен 28.08.2013

  • Охрана атмосферного воздуха - ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды. Загрязнение атмосферного воздуха, источники загрязнения. Глобальные экологические последствия загрязнения атмосферы. Нарушение озонового слоя. Кислотные дожди.

    реферат [33,4 K], добавлен 13.04.2008

  • Сеть наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на стационарных и маршрутных постах. Обоснование перечня загрязняющих веществ, подлежащих контролю. Оптимизация сети наблюдений за загрязнением.

    курсовая работа [252,8 K], добавлен 05.01.2015

  • Источники загрязнения атмосферы. Анализ антропогенного загрязнения воздушной среды в России. Анализ состояния атмосферы и состояния здоровья населения г. Борисоглебска. Рекомендации к проведению уроков биологии с использованием материалов исследования.

    дипломная работа [514,4 K], добавлен 19.08.2011

  • Отрицательные последствия парникового эффекта для человечества, механизм его возникновения. Оценка вредного воздействия кислотных дождей. Причина возникновения "озоновых дыр". Состав загрязняющих веществ и классификация источников загрязнения атмосферы.

    презентация [12,4 M], добавлен 21.05.2012

  • Доля железнодорожного транспорта в загрязнении окружающей природной среды. Количественная и качественная оценка предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Расчет загрязнения атмосферы источниками выбросов предприятия.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.05.2014

  • Рассмотрение преобразующего влияния человека на природу. Основные черты изменения климата планеты: "парниковый эффект", кислотные дожди, истощение озонового слоя, признаки потепления атмосферы планеты. Экологическое обучение и воспитание в обществе.

    реферат [17,8 K], добавлен 05.10.2012

  • Главные факторы, загрязняющие атмосферу, нынешнее состояние окружающей среды Калининградской области. Состояние озонового слоя над Россией и отрицательное влияние на здоровье человека веществ, загрязняющих атмосферу. Загрязнение транспортными средствами.

    реферат [48,5 K], добавлен 13.11.2009

  • Специфика химического загрязнения атмосферы, опасности парникового эффекта. Кислотные дожди, роль концентрации озона в атмосфере, современные проблемы озонового слоя. Загрязнение атмосферы выбросами автомобильного транспорта, состояние проблемы в Москве.

    курсовая работа [345,4 K], добавлен 17.06.2010

  • Всемирные изменения окружающей среды под воздействием человека. Проблемы загрязнения атмосферы, почвы и вод Мирового океана, истощения озонового слоя, кислотных дождей, парникового эффекта. Основные условия сохранения равновесия и гармонии с природой.

    презентация [5,6 M], добавлен 22.10.2015

  • Мониторинг воздушной среды на государственном уровне и на уровне субъектов РФ. Задачи гигиенического мониторинга состояния воздушной среды. Выбор места контроля загрязнения и его источника. Проведение наблюдения за радиоактивным загрязнением воздуха.

    реферат [116,5 K], добавлен 22.12.2015

  • Экологические проблемы атмосферы: загрязнение, парниковый эффект, озоновые дыры, кислотные дожди. Загрязненные города России. Глобальное потепление, выбросы веществ в атмосферу. Препараты, разрушающие озоновый слой. Загрязнение вод Мирового океана.

    презентация [843,3 K], добавлен 12.02.2012

  • Озоновая дыра как локальное падение озонового слоя. Роль озонового слоя в атмосфере Земли. Фреоны - основные разрушители озона. Методы восстановления озонового слоя. Кислотные дожди: сущность, причины появления и негативное воздействие на природу.

    презентация [354,1 K], добавлен 14.03.2011

  • Нормирование качества окружающей среды. Расчет загрязнения атмосферы от организованного высокого источника выбросов. Источники антропогенного загрязнения атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов, определение максимальных приземных концентраций.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 15.03.2010

  • Образование смесей загрязняющих веществ. Окисление двуокиси серы в загрязненной атмосфере. Примеры образования синергических смесей - фотохимический смог и кислотные дожди. Влияние синергизма (загрязняющих веществ атмосферы) на человека и растительность.

    курсовая работа [40,8 K], добавлен 07.01.2010

  • Влияние теплового режима поверхности Земли на состояние атмосферы. Защита планеты от ультрафиолетовой радиации озоновым экраном. Загрязнение атмосферы и разрушение озонового слоя как глобальные проблемы. Парниковый эффект, угроза глобального потепления.

    реферат [39,3 K], добавлен 13.05.2013

  • Характеристика производственных процессов предприятия. Характеристика источников выделения загрязняющих веществ. Расчет валовых выбросов загрязняющих веществ по ТЭЦ-12 за 2005 год. Максимально-разовые и валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

    курсовая работа [35,7 K], добавлен 29.04.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.